核殼結(jié)構(gòu)ZnFe2O4@SiO2和ZnCo2O4@SiO2納米粒子的合成及其磁性研究.pdf

1、在納米技術(shù)迅速發(fā)展的今天，單一的制備納米材料已然不是當(dāng)今材料研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，而納米復(fù)合材料是近些年納米材料研究的重點(diǎn)，有時(shí)為了符合一些實(shí)際的新的需求，合成具有某種特殊功能的納米復(fù)合材料自然就成為了研究的熱點(diǎn)。在眾多的納米復(fù)合材料中，具有核殼結(jié)構(gòu)的磁性納米復(fù)合材料因其具體獨(dú)特的性質(zhì)，引起了許多國(guó)內(nèi)外科研工作者的關(guān)注和深入探究。形如AB2O4的尖晶石結(jié)構(gòu)磁性氧化物的種類非常多，其中有很多的磁性氧化物都具有獨(dú)特的物理性質(zhì)以及化學(xué)性質(zhì)，比如超

2、順磁性、高矯頑力、高電阻率和催化性能等。同時(shí)，二氧化硅也具有許多特殊的優(yōu)點(diǎn):阻止磁性粒子的相互作用、很好的穩(wěn)定性、良好的生物相容性等，除此之外二氧化硅(SiO2)殼層還具備很好的親水性和抗酸性，AB2O4@SiO2核殼結(jié)構(gòu)磁性納米復(fù)合材料很可能應(yīng)用于未來的磁療法治療癌癥。因而，核殼結(jié)構(gòu)AB2O4@SiO2磁性納米復(fù)合材料的合成及其應(yīng)用也越來越受到了很多科研人員極大的關(guān)注。而在尖晶石結(jié)構(gòu)的磁性氧化物中，ZnFe2O4和ZnCo2O4都屬于

3、比較特別的一類磁性氧化物，原因在于它們都具有高電阻率、合成工藝簡(jiǎn)單、合成周期短以及較低的制備成本等優(yōu)點(diǎn)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以六水合硝酸鋅(Zn(NO3)2·6H2O)和九水合硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O)作為實(shí)驗(yàn)原料，以去離子水為溶劑和氫氧化鈉(NaOH)溶液調(diào)節(jié)混合液體的PH值，合成出純相的ZnFe2O4磁性納米粒子，再通過正硅酸乙酯(TEOS)水解法制各出復(fù)合的ZnFe2O4@SiO2磁性納米粒子。測(cè)試以下實(shí)驗(yàn)

4、數(shù)據(jù):X射線衍射(XRD)、拉曼光譜(Raman)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)和振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)。同時(shí)，還需要磁性納米粒子(ZnFe2O4和ZnFe2O4@SiO2)在不同溫度的下退火，以便于探究納米粒子的磁性性能及其磁穩(wěn)定性。⑵以六水合硝酸鋅(Zn(NO3)2·6H2O)和六水合硝酸鈷(Co(NO3)3·6H2O)作為反應(yīng)原料，以無水乙醇為溶劑和氫氧化鈉(NaOH)溶

5、液調(diào)節(jié)混合液體的PH值，合成出純相的ZnCo2O4磁性納米粒子，再采用正硅酸乙酯(TEOS)水解法制備出復(fù)合的ZnCo2O4@SiO2磁性納米粒子。通過X射線衍射(XRD)、拉曼光譜(Raman)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)分析可知，ZnCo2O4和ZnCo2O4@SiO2磁性納米粒子的顆粒尺寸在20nm左右且粒子的形狀不盡相同。還有為了探究磁性納米粒子的磁性性質(zhì)和磁穩(wěn)定性，需要樣品(Z

6、nCo2O4和ZnCo2O4@SiO2)在不同溫度下退火作為比較，納米磁性粒子ZnCo2O4和ZnCo2O4@SiO2納米都表現(xiàn)出了順磁性的特點(diǎn)。在不同退火溫度下(即使在溫度高達(dá)1050℃)，ZnCo2O4磁性納米粒子仍然顯現(xiàn)出順磁性的特點(diǎn)。同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)核殼結(jié)構(gòu)ZnCo2O4@SiO2納米復(fù)合材料似乎表現(xiàn)出了”鐵磁性”的特征，即便是溫度高達(dá)550℃。這說明納米磁性粒子ZnCo2O4和ZnCo2O4@SiO2都具有良好的磁穩(wěn)定性。⑶綜合以